膨胀珍珠岩/防火泥对塑料砖的耐火性能研究

【摘 要】 本文针对建筑行业利用回收的废旧塑料挤出法加工制备的建筑砌筑材料“塑料砖”耐火性差的问题，详细研究了不同膨胀珍珠岩和DR-A3-YHD-II 型防火泥添加比例制备的塑料砖耐火性，结果表明制备的塑料砖与普通砖相比在一般环境中的耐火性有了明显的提高。

【关键词】 塑料砖 耐火性 白色污染

1 引言

近几年来聚笨乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔并且难于降解处理，以致造成城市“白色污染”日益严重[1]。将大量的“白色污染”物经过清洗、烘干压缩工艺仅45秒就制备成为10Kg塑料砖块，加工过程简易，与普通砖相比具有抗震、寿命长、重量轻、成本低廉等优点，但塑料砖主要成分依然是聚笨乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物，极易燃烧，大多用作铺设绝缘地板[2]，，极大的限制了塑料砖的使用范畴。针对以上问题本文采用膨胀珍珠岩提高塑料砖的强度，使用DR-A3-YHD-II防火泥提高塑料砖的耐火性，详细研究了两者不同添加比例对塑料砖耐火性的影响，如能提高了塑料砖的耐火性，解决塑料砖的耐火性，将极大的扩大该材料的应用范畴，该技术推广不仅可以保护环境的，同时实现了废物回收资源化利用，具有巨大的经济前景和社会效益。

2 实验过程

材料：回收塑料颗粒，防火泥（DR-A3-YHD-II），膨胀珍珠岩，硬脂酸钡四种组分。其中回收塑料颗粒为主要基体材料，DR-A3-YHD-II和膨胀珍珠岩用于提高塑料转的强度和耐火性，硬脂酸钡用于提高材料的混融能力和热稳定性。

组分设计：试验中为了保证塑料转已有的优良性能，回收塑料的组分固定在56%，固定硬脂酸钡的添加量为2%，改变防火泥和膨胀珍珠岩的组分比例，优化得出最佳比例，随后固定回收塑料颗粒、DR-A3-YHD-II和膨胀珍珠岩的比例，改变硬脂酸钡的添加量，优化得到硬脂酸钡的最佳添加量，获得材料各个组分的最佳比例。

实验过程：按照组分设计将废旧塑料颗粒、膨胀珍珠岩、硬脂酸钡、防火泥按照计算配比要求准确称量，然后在高速捏合机内搅拌16～18min，倒入冷拌机内，搅拌15min，送入储料器。加入挤出机，机头温度控制在150℃左右，螺杆转数40rpm/min，使挤出机底片的宽度在320～340mm，调节压辊的间距使中板达到所需的厚度后，经风冷后送入裁切台裁切，即成块状褐色塑制方砖。待塑料砖冷却成形后通过切割机切取3mm厚片状材料，标记试样号，进行耐火性测定，耐火性指标通过氧指数仪进行测定。

3 实验结果及分析

根据国家标准GB/T 2408-2008氧指数的测定方法对制备的塑料砖样品耐火性进行检测，结果见表1、表2。

从表1的测定结果可知，防火泥和膨胀珍珠岩添加对塑料砖的耐火性有了明显的提高，当塑料颗粒、防火泥和膨胀珍珠岩添加比例为 28：14：7时，塑料砖的耐火性最佳，氧指数达到22.8，从易燃材料改变达到了可燃材料，具有很好的耐火性能，耐火性提高的主要是因为添加的防火泥组分在温度升高时会膨胀覆盖物体表面，形成一层阻燃层，隔断燃烧物与氧气的接触，从而致使燃烧物熄灭，而加入的膨胀珍珠岩为无机成分，在提高塑料砖的强度的同时，减少了了塑料砖的可燃无比例，同时在燃烧时与防火泥形成的阻燃层结合在一起更好的隔断氧气，提高塑料砖的耐火性。

在确定塑料颗粒、防火泥和膨胀珍珠岩最佳比例后对塑料砖热稳定剂硬脂酸钡的添加量进行了优化，考察了硬脂酸钡的加入量对塑料砖耐火性能的影响，结果见表2，从测定结果可知，硬脂酸钡的加入对塑料砖耐火性能有一定的影响，当硬脂酸钡增加时塑料砖的氧指数增高，当添加量为3%时达到了最大，氧指数数值达到23.1，其耐火性与原塑料颗粒相比有了明显的提升，主要是防火泥、膨胀珍珠岩和硬脂酸钡各个组分协同作用的结果，不但提高了塑料砖的性能，同时极大的提高了塑料砖的耐火性，达到可燃级塑料材料。

4 结语

从膨胀珍珠岩/防火泥对塑料砖耐火性研究实验结果可知，膨胀珍珠岩、防火泥和硬脂酸钡的加入对塑料砖的耐火性有了明显的提高，当塑料颗粒、防火泥、膨胀珍珠岩和硬脂酸钡添加比例为 28：14：7：1.01时达到最佳，氧指数达到23.1，将塑料砖耐火性从易燃塑料提升到了可燃塑料材料，极大的提高了塑料砖的耐火性，扩大了塑料砖的应用范畴。

参考文献：

[1]宋子军，崔峰涛.别让地球抛弃我们—远离垃圾与白色污染[M].北京燕山出版社.2011.

[2]欧育湘.阻燃塑料手册[M].国防工业出版社.2008.

[3]欧育湘.阻燃剂[M].国防工业出版社.2009.

[4]GB/T 2408-2008 塑料燃烧性能试验方法-水平法和垂直法[S].2008.